通过交叉连接的多糖结合剂混合物提高EDLC电极的机械和电化学稳定性

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 电化学 电化学 电化学
• 可持续的能源 可持续的能源

背景情况:

• 对于可持续能源储存的日益增长的需求需要先进的电极材料.
• 可在水中加工的粘合剂对于高性能电池和电容器至关重要.
• 基于多糖的粘合剂提供了一个绿色的替代品,但通常需要提高性能.

研究的目的:

• 为了提高电双层电容器 (EDLC) 电极的机械和电化学性能.
• 为了研究化学交联的土豆粉 (PS) 和 (XG) 结合剂的有效性.
• 探索四种碳酸 (酸,酸,酸,酸) 作为交联剂的使用.

主要方法:

• 通过低温 (80°C) 的化,使用酸,酸,酸和谷氨酸酸进行PS/XG混合物的化学交联.
• 福里埃变换红外线 (FTIR) 和热重力测量分析 (TGA) 来证实交叉链接和质键形成.
• 机械测试 (粘附强度,弹性变形) 和电化学评估 (电容保持,阻抗光谱).

主要成果:

• 交叉连接显著改善了粘合剂的粘合强度 (用酸高达0.38 MPa),并减少了弹性变形.
• 带有酸 (PXC) 和酸 (PXM) 结合剂的电极表现出较高的电容保持率 (>91%在3V下500小时后) 与非交联控制器 (84%) 相比.
• 交联结合剂的接触和界面电阻较低,表明电极稳定性提高.

结论:

• 化学交联的多糖结剂 (PS/XG) 提高EDLC电极的机械完整性和电化学性能.
• 酸和酸是有效的交叉结合剂,产生具有更好的粘附性和稳定性的结合剂.
• 这种绿色粘合剂系统显示了推动可持续能源储存技术的巨大潜力.